硅通孔是什么意思?硅通孔电镀工艺有哪些步骤?

2025-01-14

一、电镀是什么意思?


电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程,是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止金属氧化(如锈蚀),提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性(硫酸铜等)及增进美观等作用。不少硬币的外层亦为电镀。


二、硅通孔是什么意思?


硅穿孔(英语:Through Silicon Via,常简写为TSV,也称做硅通孔)是一种穿透硅晶圆或芯片的垂直互连。


TSV是一种让3D IC封装遵循摩尔定律(Moore's Law)的互连技术,TSV可堆叠多片芯片,其设计概念来自于印刷电路板(PCB),在芯片钻出小洞(制程又可分为先钻孔及后钻孔两种,Via First,Via Last),从底部填充入金属,硅晶圆上以蚀刻或激光方式钻孔(via),再以导电材料如铜、多晶硅、钨等物质填满。此一技术能够以更低的成本有效提高系统的整合度与效能。


三、硅通孔制造关键工艺流程是怎么样的?


TSV制造的主要工艺流程依次为:深反应离子刻蚀(DRIE)法行成通孔;使用化学沉积的方法沉积制作绝缘层、使用物理气相沉积的方法沉积制作阻挡层和种子层;选择一种电镀方法在盲孔中进行铜填充;使用化学和机械抛光(CMP)法去除多余的铜。而一旦完成了铜填充,则需要对晶圆进行减薄;最后是进行晶圆键合。整体工艺路线会根据特定需求对典型工艺进行变动。


硅通孔.jpg


四、硅通孔电镀工艺有哪些步骤?


在TSV电镀工艺中,金属导线通过电镀形成,以提供可靠的连接和高速信号传输。TSV半导体电镀工艺的主要步骤如下:


1.芯片预处理:在TSV制造之前,需要对硅片进行预处理操作,包括清洗、去除氧化层以及表面涂覆。


2.实施TSV构建:使用光刻技术,将芯片上的层间间隔进行定义,形成TSV孔的模板。然后通过刻蚀技术,将TSV孔刻穿硅片,形成导电孔。


3.电镀金属填充:在TSV孔中进行金属填充,通常使用铜或金作为填充材料。首先,在孔内涂上一层金属化前膜层,以提高填充质量。然后,在电镀槽中进行电镀过程,通过在电解液中施加电流,将金属沉积在TSV孔内,直到填满整个孔。电镀后,通过化学机械抛光(CMP)来去除多余的金属,使填充层与芯片表面齐平。


封埋:在完成TSV填充之后,还需要进行封埋操作,以保护TSV结构免受外部环境的影响。通常使用中性粒子沉积(NCD)或高密度等离子封埋技术,通过在TSV孔上方涂覆一层保护层,以封住TSV结构。


五、半导体电镀设备配件常用的PFA产品


1、PFA管,PFA管常见规格:


1/8英寸(1.6*3.2mm)、1/4英寸(3.96*6.35mm)、3/8英寸(6.35*9.525mm)、


1/2英寸(9.5*12.7mm)、3/4英寸(15.88*19.05mm)、1英寸(22.2*25.4mm)。


2、PFA接头,PFA焊接接头,PFA入珠接头,PFA扩口接头,三氟莱常见规格:包括1/8英寸、1/4英寸、3/8英寸、1/2英寸、3/4英寸和1英寸‌。


3、PFA阀门,常见规格:通常为1寸以下英制尺寸,如1/4寸、3/8寸、1/2寸、3/4寸、1寸。


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